專利名稱：八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太赫茲波開關，尤其涉及一種八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關。
背景技術：
太赫茲波是指頻率在O. 1 10 THz、波長為30 μ nT3mm的電磁波，在電磁波譜中位于微波與紅外光之間，在電子學領域，太赫茲波也被稱為毫米波或亞毫米波；而在光學領域，它又被稱為遠紅外光。太赫茲波在自然界中是廣泛存在的，絕大多數(shù)物體在室溫下的熱輻射頻率大約在6 THz左右，宇宙大爆炸中產(chǎn)生的宇宙背景輻射有一半屬于太赫茲波段。盡管太赫茲輻射充斥著自然界，但在20世紀80年代中期以前，由于缺乏高能量、高效率、室溫下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的太赫茲輻射源以及有效的太赫茲波探測技術，太赫茲技術及應用研究進展非常緩慢，相關的文獻報道也屈指可數(shù)，太赫茲波段成為寬廣的電磁波譜中唯一一塊尚未充分開發(fā)利用的波段，被科學界稱為電磁波譜最后的“太赫茲空隙”。太赫茲波既有微波、紅外光、可見光所共有的一些性質(zhì)，又有其它波段無法比擬的特性，這些優(yōu)越的特性使太赫茲波具有非常重要的學術研究價值和實際應用價值。太赫茲波無線通信可以獲得lOGb/s以上的傳輸速度速率，比當前的超寬帶技術還要快幾百至一千多倍，因此研發(fā)未來的太赫茲波段無線通信系統(tǒng)可以有效地滿足信息社會對高速率超寬帶的需求。然而，在應用太赫茲波解決實際問題時，太赫茲波導、相位調(diào)制器以及開關等功能性器件是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能所必不可少的器件，因此近年來在全世界范圍內(nèi)掀起了一個研究太赫茲通信系統(tǒng)及器件的熱潮。而太赫茲波開關裝置作為未來太赫茲波通信系統(tǒng)的重要器件，相關研究至今幾乎還是空白，因此設計性能優(yōu)良的太赫茲波開關是目前研究的趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術難以集成，結(jié)構(gòu)復雜，實際制作困難，成本高的不足，提供一種八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下
八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關包括第一信號輸入端，激光輸入輸入端，信號輸出端，基板，波導傳輸帶，八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導；基板上設有波導傳輸帶、八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導，八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導是由圓環(huán)波導、八卦型矩形耦合波導和J形波導組成，八卦型矩形耦合波導包括8個矩形耦合波導塊，8個矩形耦合波導塊以圓環(huán)波導的中心為中心排列，8個矩形耦合波導塊的末端分別于8個J形波導一端耦合連接，8個J形波導的另一端與圓環(huán)波導耦合連接；太赫茲波信號從第一信號輸入端輸入，當無外加激光從激光輸入端輸入時，頻率為O. 46THz的太赫茲波經(jīng)波導傳輸帶從信號輸出端輸出，當有外加激光從激光輸入端輸入時，頻率為O. 46THz的太赫茲波經(jīng)不能從信號輸出端輸出，實現(xiàn)開關通斷功能。所述的基板的長度為3000 μ πΓ3500 μ m,寬度為1600 μ πΓ 800 μ m。所述的波導傳輸帶，八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導的厚度為10μπΓ 5μπ 。所述的波導傳輸帶的長度為3000 μ πΓ3500 μ m，寬度為200 μ πΓ300 μ m。所述的由圓環(huán)波導的外圓半徑為450 μ πΓ500 μ m,內(nèi)圓半徑為350 μ πΓ450 μ m。所述的矩形稱合波導塊包括4個矩形波導，矩形波導的長度為80 μ πΓ 20 μ m,寬度為40 μ πΓ60 μ m,矩形波導之間的距離為10 μ πΓ 5 μ m。所述的J形波導(10)的高度為150 μ πΓ200 μ m, J形下端半圓的半徑為50 μ m 60 μ m。本發(fā)明的八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關，具有結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，成本低，便于制作等優(yōu)點。


圖1是八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關的立體結(jié)構(gòu)示意圖2是激光輸入端輸入激光示意圖； 圖3是八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關的平面結(jié)構(gòu)示意圖4是八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導組成結(jié)構(gòu)示意圖5是八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關通狀態(tài)下的性能曲線；
圖6是八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關斷狀態(tài)下的性能曲線。
具體實施例方式如圖廣4所示，八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關包括第一信號輸入端1，激光輸入輸入端2，信號輸出端3，基板4，波導傳輸帶5，八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導6 ;基板4上設有波導傳輸帶5、八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導6，八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導6是由圓環(huán)波導7、八卦型矩形耦合波導8和J形波導10組成，八卦型矩形耦合波導8包括8個矩形耦合波導塊9，8個矩形耦合波導塊9以圓環(huán)波導7的中心為中心排列，8個矩形耦合波導塊9的末端分別于8個J形波導10一端耦合連接，8個J形波導10的另一端與圓環(huán)波導7耦合連接；太赫茲波信號從第一信號輸入端I輸入，當無外加激光從激光輸入端2輸入時，頻率為O. 46THz的太赫茲波經(jīng)波導傳輸帶5從信號輸出端3輸出，當有外加激光從激光輸入端2輸入時，頻率為O. 46THz的太赫茲波經(jīng)不能從信號輸出端3輸出，實現(xiàn)開關通斷功能。所述的基板4的長度為3000μπΓ3500μπι，寬度為1600μπΓ 800μπι。所述的波導傳輸帶5，八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導6的厚度為10μπΓ 5μπι。所述的波導傳輸帶5的長度為3000 μ πΓ3500 μ m，寬度為200 μ πΓ300 μ m。所述的圓環(huán)波導7的外圓半徑為450 μ m^500 μ m,內(nèi)圓半徑為350 μ πΓ450 μ m。所述的矩形耦合波導塊9包括4個矩形波導，矩形波導的長度為80 μ πΓ 20 μ m,寬度為40 μ πΓ60 μ m,矩形波導之間的距離為10 μ πΓ 5 μ m。所述的J形波導10的高度為150 μ πΓ200 μ m, J形下端半圓的半徑為50 μ m 60 μ m。實施例1
基板的長度為3200 μ m，寬度為1800 μ m。波導傳輸帶，八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導的厚度為15 μ m。波導傳輸帶的長度為3200 μ m,寬度為180 μ m。圓環(huán)波導的外圓半徑為440 μ m,內(nèi)圓半徑為320 μ m。矩形稱合波導塊包括4個矩形波導,矩形波導的長度為90 μ m,寬度為40 μ m,矩形波導之間的距離為10 μ m。J形波導的高度為180 μ m, J形下端半圓的半徑為60 μ m。太赫茲波信號從第一信號輸入端輸入，當無外加激光從激光輸入端輸入時，頻率為O. 46THz的太赫茲波經(jīng)波導傳輸帶從信號輸出端輸出，當有外加激光從激光輸入端輸入時，頻率為0.46THZ的太赫茲波經(jīng)不能從信號輸出端輸出，實現(xiàn)開關通斷功能。當外加激光垂直照射在八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導上時，太赫茲波開關通狀態(tài)下的性能曲線如圖5所示，頻率為f=0. 46THz的太赫茲波幾乎無損耗的從太赫茲波輸出端輸出，開關表現(xiàn)為通；在無外加激光照射的條件下，太赫茲波開關斷狀態(tài)下的性能曲線如圖6所示,頻率為f=0. 46THz的太赫茲波的傳輸率僅為O. 028，開關表現(xiàn)為斷。這說明設計的八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關實現(xiàn)了對頻率為f=0. 46THz的太赫茲波的通或斷功能，而且具有優(yōu)良的性能。
權(quán)利要求
1.一種八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關,其特征在于包括第一信號輸入端(I)、激光輸入輸入端(2)、信號輸出端(3)、基板(4)、波導傳輸帶(5)、八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導(6);基板(4)上設有波導傳輸帶(5)、八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導(6)，八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導(6)是由圓環(huán)波導(7)、八卦型矩形耦合波導(8)和J形波導(10)組成，八卦型矩形耦合波導(8)包括8個矩形耦合波導塊(9 )，8個矩形耦合波導塊(9 )以圓環(huán)波導(7 )的中心為中心排列，8個矩形耦合波導塊(9)的末端分別于8個J形波導(10) —端耦合連接，8個J形波導(10)的另一端與圓環(huán)波導(7)耦合連接；太赫茲波信號從第一信號輸入端(I)輸入，當無外加激光從激光輸入端(2)輸入時，頻率為O. 46THz的太赫茲波經(jīng)波導傳輸帶(5)從信號輸出端(3)輸出，當有外加激光從激光輸入端(2)輸入時，頻率為O. 46THz的太赫茲波經(jīng)不能從信號輸出端(3)輸出，實現(xiàn)開關通斷功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關，其特征在于所述的基板(4)的長度為 3000 μ m 3500 μ m,寬度為 1600 μ m 1800 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關，其特征在于所述的波導傳輸帶(5),八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導(6)的厚度為10μπΓ 5μπι。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關，其特征在于所述的波導傳輸帶(5)的長度為3000 μ m 3500 μ m,寬度為200 μ m 300 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關，其特征在于所述的由圓環(huán)波導(7)的外圓半徑為450 μ m 500 μ m,內(nèi)圓半徑為350 μ m 450 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關，其特征在于所述的矩形率禹合波導塊(9)包括4個矩形波導,矩形波導的長度為80 μ πΓ 20 μ m,寬度為40 μ πΓ60 μ m,矩形波導之間的距離為10 μ πΓ 5 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關，其特征在于所述的J形波導(10)的高度為150 μ πΓ200 μ m, J形下端半圓的半徑為50 μ πΓ60 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關包括第一信號輸入端，激光輸入輸入端，信號輸出端，基板，波導傳輸帶，八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導；基板上設有波導傳輸帶、八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導，八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)波導是由圓環(huán)波導、八卦型矩形耦合波導和J形波導組成，八卦型矩形耦合波導包括8個矩形耦合波導塊，8個矩形耦合波導塊以圓環(huán)波導的中心為中心排列，8個矩形耦合波導塊的末端分別于8個J形波導一端耦合連接，8個J形波導的另一端與圓環(huán)波導耦合連接，太赫茲波信號從第一信號輸入端輸入，從信號輸出端輸出。本發(fā)明的八爪圓環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲波開關，具有結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，成本低，便于制作等優(yōu)點，滿足在太赫茲波通信等領域應用的要求。
文檔編號G02F1/01GK103018927SQ201210564190
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者李九生 申請人:中國計量學院